【正文】 ∑ CI A B S 二、多位加法器 串行進(jìn)位加法器 優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 一、一位加法器 半加器 只能將兩個(gè) 1位二進(jìn)制數(shù)相加， 不能將低位的進(jìn)位信號(hào)納入計(jì)算的加法器稱為一位半加器。 不含 記憶元件 ； 輸出 無(wú)反饋 到輸入的回路。 當(dāng)輸入端外接電阻 RI 時(shí) RI ＜ ROFF 相當(dāng)于輸入邏輯 0 RI ＞ RON 相當(dāng)于輸入邏輯 1 TTL 電 路 CMOS 電路 CMOS 門電路由于輸入電流為 零 ， 因此不存在開(kāi)門電阻和關(guān)門電阻。 UIL ? UOL ? 0 V UIH ? UOH ? VDD UNL ? UNH ? VDD / 2 ，噪聲容限很大， 因此電路抗干擾能力很強(qiáng)。 門電路種類不同 ， 高電平和低電平的允許范圍也不同 。 CMOS電路多余輸入端與有用輸入端的并接僅適用于工作頻率很低的場(chǎng)合。 普通門 (具有推拉式輸出結(jié)構(gòu) )的輸出端不允許直接并聯(lián)實(shí)現(xiàn)線與 。 三態(tài)輸出門的輸出端也可并聯(lián)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)總線結(jié)構(gòu)，但三態(tài)輸出門必須分時(shí)使能。 一般情況下 ， CMOS 門多用 5 V， 以便與 TTL 電路兼容 。 應(yīng)用集成門電路時(shí)，應(yīng)注意： TTL電路只能用＋ 5 V(74系列允許誤差 177。 若要求功耗低、抗干擾能力強(qiáng)，則應(yīng)選用 CMOS 電路。 CMOS 門 TTL 門 OD 門 (a) (b) (c) (d) VDD CMOS 門 Ya = AB Yb = A + B TTL 門 OD 門 Yc = A VDD Yd= A B EN = 1 時(shí) EN = 0 時(shí) 七、集成邏輯門電路的選用 根據(jù)電路工作要求和市場(chǎng)因素等綜合決定 若對(duì)功耗和抗干擾能力要求一般，可選用 TTL電路。 TTL + 5V ≥ 1≡ C M O S +3 18 V 采用專用器件作接口 B A amp。 TTL + 5V ≥ 1≡ C M O S +3 18 V 采用三極管反相器作接口 V CC R c T R 2 B A amp。 ? 驅(qū)動(dòng)門的 VOH（ min） ≥負(fù)載門的 VIH（ min） ? 驅(qū)動(dòng)門的 VOL（ max） ≤負(fù)載門的 VIL（ max） ? 驅(qū)動(dòng)門的 IOH（ max） ≥負(fù)載門的 IIH（總） ? 驅(qū)動(dòng)門的 IOL（ max） ≥負(fù)載門的 IIL（總） 六 、 TTL門與 CMOS門之間的 接口 問(wèn)題 接口需滿足的條件 兩種不同類型的集成電路相互連接， 驅(qū)動(dòng)門 必須要為 負(fù)載門 提供符合要求的高低電平和足夠的輸入電流，即要滿足下列條件： B A amp。AB（a） （b）≥1ABBA（a ） （b ）≥1（ 1）對(duì)于與非門及與門，多余輸入端應(yīng)接 高電平 。 CMOS門電路多余輸入端的處理： Vamp。 （ 4） CMOS電路的功耗很小 ， 一般小于 1 mW/門； （ 5） 因 CMOS電路有極高的輸入阻抗 ， 故其扇出系數(shù)很大 ， 可達(dá) 50。 （ 3） CMOS非門的關(guān)門電平 VOFF為 ， 開(kāi)門電平 VON為 。 所以 CMOS門電路的邏輯擺幅 （ 即高低電平之差 ） 較大 。 （ 3） 與 TTL兼容的高速 CMOS——HCT系列 。 三態(tài)輸出門（ TS門） )(高阻時(shí)，時(shí)，ZYNEAYNE???????10（ 1）結(jié)構(gòu)和工作原理 （ 2）用途 1）單向總線 2）數(shù)據(jù)的雙向傳輸 電路符號(hào) ： V0/VI TN TP VI/VO VDD CC1． CMOS邏輯門電路的系列 （ 1） 基本的 CMOS——4000系列 。 緩沖器可由 CMOS非門 組成。 反相器輸出低電平時(shí)的等效電路： 反相器的低電平輸出特性： ??? OLGSOL VVI 下，同樣的 輸出特性 輸出為高電平時(shí)的電路： 電流的實(shí)際方向與所設(shè)方向相反 高電平輸出特性也和管子的輸出特性有關(guān)，而且 vGS越負(fù)，電壓下降的越 ?。 不同 VDD下的電壓傳輸特性 VNH和 VNL隨 VDD變化的曲線 低 電平輸入噪聲容限 高 電平輸入噪聲容限 二、 CMOS 反相器的靜態(tài)輸入和輸出特性 輸入特性 輸入特性是指從反相器的 輸入端看進(jìn)去的輸入電壓與輸入電流的關(guān)系。 ( m a x )( m a x )( m in )( m in )OLILNLIHOHNHVVVVVV???? CMOS反相器的輸入噪聲容限 結(jié)論： 可以通過(guò)提高VDD來(lái)提高噪聲容限。 CD段：輸入高電平 PTHGSDDI VVV )(??T1管截止， T2導(dǎo)通，輸出漏極電流近似為零。 門電路小結(jié)門電路小結(jié) CMOS反相器的 電流傳輸特性 電流傳輸特性是反相器的 漏極電流 隨輸入電壓變化的曲線。 其 功耗很小。 MOS管的相關(guān)知識(shí) N溝道 MOS管的 工作原理 ?當(dāng) |VGS| | VGS(th) |時(shí)，管子截止， DS間 相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)； 恒流區(qū) 截止區(qū) 可變電阻區(qū) 共源接法 輸出特性曲線 基本開(kāi)關(guān)電路 MOS管的相關(guān)知識(shí) N溝道 MOS管的 開(kāi)關(guān)特性 電路圖 CMOS反相器的電路構(gòu)成 幾種常用的 CMOS門電路 CMOS反相器（非門） PMOS管 NMOS管 思考 ： 在該圖中，如何區(qū)分兩個(gè)管子的三個(gè)極？ 一、 CMOS反相器的工作原理 CMOS反相器的工作原理 令圖中 T1和 T2的開(kāi)啟電壓分別為 VGS(th)P 和 VGS(th)N， 同時(shí)令 ，則 P)th(GSN)th(GSDD VVV ??0VV ILI ??a、當(dāng) 時(shí)，有 DDOHO VVV ??P)th(GSDD1GS VVV ??N)th(GS2GS V0V ??T2截止 T1導(dǎo)通 DDIHI VVV ??b、當(dāng) 時(shí)，有 P)th(GS1GS V0V ??N)th(GSDD2GS VVV ??0VV OLO ??T1截止 T2導(dǎo)通 由以上分析可得： 輸出與輸入之間的關(guān)系為邏輯 非 。 N溝道增強(qiáng)型 MOS管具有以下特點(diǎn)： ?當(dāng) VGS VGS(th) 時(shí)，管子導(dǎo)通，導(dǎo)通電阻很小，相當(dāng)于 開(kāi)關(guān)閉合 。 反型層 （導(dǎo)電溝道） ? 當(dāng) G、 S間加上正電壓，且VGSVGS(th)時(shí)（ VGS(th)被稱為 MOS管的 開(kāi)啟電壓 ），柵極與襯底之間形成電場(chǎng)，吸引襯底中的電子到柵極下面的襯底表面，形成一個(gè) N型的 反型層－－構(gòu)成 D、 S之間的導(dǎo)電溝道 。 在大規(guī)模集成電路中，主要采用 CMOS電路。是當(dāng)今集成電路的主要生產(chǎn)工藝。 HCMOS 電路。由 N 溝道和 P 溝道 MOS 管共同組成。由 N 溝道 MOS 管組成，工作速度較 高 ， 功耗較大 ， 輸出阻抗高 。由 P 溝道 MOS 管組成，工作速度較低，使用負(fù)電源，因而使用不方便。 或門和或非門的多余輸入端接邏輯 0或者與有用輸入端并接。 3. 多余輸入端的處理 與門和與非門的多余輸入端接邏輯 1 或者與有用輸入端并接。 輸出端不允許直接接電源 VCC 或直接接地。 三態(tài)輸出門的輸出端 可并聯(lián)使用 ，但同一時(shí)刻只能有 一個(gè)門工作 ，其他門輸出處于 高阻狀態(tài) 。 例如 CT7400 CT74L00 CT74H00 CT74S00 CT74LS00 CT74AS00 CT74ALS00 xx74xx00 引腳圖 雙列直插 14 引腳 四 2 輸入與非門 2. TTL 集成邏輯門的使用要點(diǎn) (1)電源電壓用 + 5 V， 74 系列應(yīng)滿足 5 V ? 5% 。 但工作速 度 (平均傳輸延遲時(shí)間 tpd )和平均功耗不同。 按工作溫度和電源允許變化范圍不同分為 CT74 系列 CT54 系列 集成門的選用要點(diǎn) (1)實(shí)際使用中的最高工作頻率 fm 應(yīng)不大于邏輯門最高工作 頻率 fmax 的一半 。 A B F E符號(hào) 幾種常用的 TTL門電路 三態(tài) 門（ TSL） 三態(tài)門的應(yīng)用 單向總線 幾種常用的 TTL門電路 三態(tài) 門（ TSL） E1 E2 E3 公用總線 =０ =１ =０ 工作時(shí)， E EE3分時(shí) 接入高電平。 幾種常用的 TTL門電路 OC門 OC門的應(yīng)用 實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換 注： VDD的范圍是 518V，當(dāng)VDD=5V時(shí)， TTL門電路可直接驅(qū)動(dòng) CMOS門電路！ 幾種常用的 TTL門電路 三態(tài) 門（ TSL） 三態(tài) 門的結(jié)構(gòu) E— 控制端 +5V F R4 R2 R1 3k T2 R5 R3 T3 T4 T1 T5 b1 c1 A B D E E幾種常用的 TTL門電路 三態(tài) 門（ TSL） 三態(tài) 門的工作原理 +5V F R4 R2 R1 3k T2 R5 R3 T3 T4 T1 T5 b1 c1 A B D E E0 1 截止 ABF ?(1) 控制（使能）端 E=0時(shí)的工作情況 幾種常用的 TTL門電路 三態(tài) 門（ TSL） 三態(tài) 門的工作原理 +5V F R4 R2 R1 3k T2 R5 R3 T3 T4 T1 T5 b1 c1 A B D E E(2) 控制（使能）端 E=1時(shí)的工作情況 1 0 導(dǎo)通 截止 截止 高阻態(tài) 以上兩種情況表明該三態(tài)門為 低電平有效 ！ 門電路小結(jié)門電路小結(jié)輸出高阻0E?1E ?ABF ?功能表 三態(tài)門的符號(hào)及功能表 輸出高阻1?E0?EABF ?功能表 使能端高電平 有效 使能端低電平 有效 amp。應(yīng)用 OC 門就可以適應(yīng)負(fù)載門對(duì)電平的要求。要使 LED 發(fā)光，應(yīng)滿足 IRc = IF = 10 mA。已知 LED 的正向?qū)▔航? UF = 2V，正向工作電流 IF = 10 mA，為保證電路正常工作，試確定 RC 的值。 完成 “與非” 邏輯功能！ OC門邏輯符號(hào)： 幾種常用的 TTL門電路 OC門 OC門的應(yīng)用 實(shí)現(xiàn) “ 線與 ” 兩個(gè)或多個(gè) OC 門的輸出端直接相連，相當(dāng)于將這些輸出信號(hào)相與，稱為 “線與”。 ?產(chǎn)生一個(gè)大電流 ， 會(huì)因功耗過(guò)大損壞門器件； ?抬高門 2輸出低電平 。 該與非門輸出低電平，T5導(dǎo)通。 輸入信號(hào) UOm UOm UIm UIm 輸出信號(hào) ? 導(dǎo)通延遲時(shí)間 tPHL ? 截止延遲時(shí)間 tPLH ? 平均傳輸延遲時(shí)間 tpd 2 P L HP H Lpdttt ??tPHL tPLH tpd 越小，則門電路開(kāi)關(guān)速度越高，工作頻率越高。 6. 扇出系數(shù) 幾種常用的 TTL門電路 主要 特性及參數(shù) (2)當(dāng)輸出為高電平時(shí) ，設(shè)可驅(qū)動(dòng) N2個(gè)非門，則有 IOH IIH ( m a x )2 OHIH IIN ?IHOHIIN ( m a x )2 ?則取 N＝ min｛ N1， N2} 由于門電路無(wú)論輸出高電平還是低電平時(shí)，均有一定的 輸出電阻 ，故輸出電壓都要隨負(fù)載電流的改變而發(fā)生變化。 5. 噪聲容限電壓 幾種常用的 TTL門電路 主要 特性及參數(shù) 6. 扇出系數(shù) 幾種常用的 TTL門電路 主要 特性及參數(shù) (1)當(dāng)輸出為低電平時(shí) ，設(shè)可驅(qū)動(dòng) N1個(gè)非門，則有 IOL IIL ( m a x )1 OLIL IIN ?ILOLIIN ( m a x )1 ?扇出系數(shù) — 一個(gè)門電路能驅(qū)動(dòng)同類型門電路的個(gè)數(shù)。 4. 輸出特性 (1)高電平輸出特性 輸出高電平等效電路 實(shí)際方向 輸出高電平特性曲線 幾種常用的 TTL門電路 主要 特性及參數(shù) 4. 輸出特性 (2